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1、授课对象：,2009,级化工本,授课教师：,黄,美,英,总,学,时：,48,?,课时：,4,学时,?,要求：,了解氯化镁、氧化镁的性质、用途，熟悉,其生产方法及工艺流程。,第五章,氯化镁与氧化镁,5.1,氯化镁,氯化镁的,物化性质,用途及,产品规格,六水氯化镁,的生产,水氯镁石,脱水,颜色,白色晶体。,分子式,多水结晶物：,MgCl,2,?2H,2,O,、,MgCl,2,?4H,2,O,MgCl,2,?6H,2,O MgCl,2,?8H,2,O MgCl,2,?11H,2,O,。,其中,MgCl,2,?6H,2,O,叫水氯镁石。,晶系,水氯镁石为菱形晶系。,其它性质,吸水性很强，低水物可做干燥
2、剂，密封包装。,氯化镁的物化性质,?,?,117,190,2,2,2,2,2,2,230,230,2,2,6,4,2,C,C,C,C,MgCl,H,O,MgCl,H,O,MgCl,H,O,MgCl,H,O,Mg,OH,Cl,HCl,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,氯化镁多水结晶物之间的转化,氯化镁的用途,资源：,海水、井矿卤水及盐湖卤水中都含有丰富的镁盐资,源，是盐化工生产过程中的副产品,工业上,硫酸镁、氢氧化镁、氧化镁、轻质碳酸镁，,电解镁的原料,其他行业,冶金、建筑材料、纺织食品、耐火材料等,冷冻剂、融雪剂、复合肥料,无水氯化镁,六水氯化镁,菱镁矿晶
3、体,氯化镁产品规格,二水氯化镁产品企业标准,MgCl,2,6870%,MgO,H,2,O,2%,28%,六水氯化镁的生产,海水提镁,卤块法：,将母液蒸发到一定浓度（温度在,163183,）除去杂质氯化钠，使氯化镁,含量在,46.83%,，经冷却结晶而得。,晶体法：,将母液由常温蒸发至,140,，,除去杂质后冷却结晶，离心分离而得。,晶体法能耗低，产,品质量高，有利于,稀有元素提取,从察尔汗盐湖制取光卤石母液中提六水氯化镁,2,2,2,2,2,2,2,2,6,6,6,6,NaCl,NaCl,KCl,NaCl,KCl,KCl,MgCl,H,O,NaCl,KCl,MgCl,H,O,NaCl,KCl,
4、MgCl,H,O,MgCl,H,O,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,析盐顺序：,水氯镁石脱水,氯化镁水合物脱水的基本原理,氯化镁水合物的脱水过程,氯化镁水合物的水解,影响脱水温度的因素,氯化镁脱水和水解相图,低水合物氯化镁的制取,氯化镁水合物的彻底脱水,脱水设备的防腐,氯化镁水合物脱水的基本原理,2,2,2,2,6,4,MgCl,H,O,MgCl,H,O,I,?,?,?,?,包晶反应：,逐步升温,氯化镁水合物的脱水过程,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,6,(,),4,(,),2,(,),4,(,),2,(,),2,
5、(,),2,(,),(,),(,),(,),(,),(,),MgCl,H,O,s,MgCl,H,O,s,H,O,g,MgCl,H,O,s,MgCl,H,O,s,H,O,g,MgCl,H,O,s,MgCl,H,O,s,H,O,g,MgCl,H,O,s,MgCl,s,H,O,g,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,2,2,2,2,2,2,2,2,2,(,),(,),(,),(,),(,),2,(,),2,(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),2,(,),MgCl,H,O,Mg,OH,Cl,HCl,g,MgCl,s,H,O,g,MgO,s,HCl,g
6、,MgCl,H,O,s,Mg,OH,Cl,HCl,g,H,O,g,MgCl,H,O,s,Mg,OH,Cl,HCl,g,MgOHCl,MgO,s,HCl,g,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,脱,水,反,应,脱,水,副,反,应,脱水温度：,六水氯化镁（,70100,），过高物料将熔结，影响下一步脱水。,四水氯化镁（,110160,），过高物料将熔结，开始水解。,二（一）水氯化镁（,140200,，,200280,）用,HCl,抑制水解反,应的条件下进行。,结论：,温度越高，平衡蒸汽压越大，即越容易脱水得到低水氯化镁。,氯化镁水合物的水解,水解反应的危害：,一方面造成了,
7、MgCl,2,的损失，另一方面,生成的,MgOHCl,或,MgO,是电解过程中的有害杂质。,抑制方法：,P,HCl,/P,H,2,O,大于水解反应平衡时的相应数值。,影响脱水温度的因素,原料组成、纯度、升温速度、物料状况,（流化态和静态）、脱水方法、保护性气氛、,空气的湿度等都会影响脱水温度。,升温速度,，脱水温度,；,物料处于流化态的脱水温度比静态的温度低；,分级脱水效果,优于一级脱水效果。,一般情况：,八水氯化镁脱水温度,60,；,六水氯化镁脱水温度,117,；,四水氯化镁脱水温度,182,；,二水氯化镁脱水温度,230,。,氯化镁脱水和水解相图,脱水温度：,在总压为,1atm,、,0.6
8、atm,、,0.4atm,时，最适宜的脱水,温度为,280480,、,260460,、,240440,。此温度范围内，,P,HCl,/P,H,2,O,比值较小也可以脱水得到氯化镁，高于或低于此,温度范围，则要求其比值增大。,气相中,P,HCl,/P,H,2,O,比值：,氯化镁的最终脱水在沸腾炉中，以氯化氢,气体作为加热介质进行的（加热和保护）。最适宜温度范围内，,P,HCl,/P,H,2,O,应大于,1.01.5,。脱水过程中，由于水进入气相，则要求,送入沸腾炉的氯化氢气体的,P,HCl,/P,H,2,O,高于上述值，一般为,P,HCl,/P,H,2,O,=1020,。,气相中氯化氢及水总压：
9、,二者比值不变，二者总压减小,可适当降低脱水温度。,低水合氯化镁的制取,低水合氯化镁：,是指含一个或两个结晶水的氯化镁。,是无水氯化镁制取的主要原料。其制取过程分,两阶段,脱出氯化镁水合物中的水分子。,第一阶段：,一次脱水，,预先制得六水或四水,氯化镁，然后在干燥,设备中脱水得低水氯,化镁；或者直接将卤,水喷入脱水设备内进,行脱水制得低水氯化,镁。,第二阶段：,将低水氯化,镁在氯化氢气氛保护下,进行彻底脱水制得无水,氯化镁；或将低水氯化,镁与氯化钾、氯化钠共,融氯化脱水制得熔体氯,化镁。,硫酸根和重金属,：加氯化钙和硫化钠；,溴：,加氯气，同时将过剩硫化钠氧化为硫酸钠，未除净,的重金属被氧化成
10、不溶性的氧化物沉淀；,残余硫酸根：,氯化钡；,硼：,活性氧化钙或氧化铝（有机溶剂萃取法,),氯化镁溶液的蒸发和氯化镁水合物的脱水,卤水净化,浓度低于,35%,的卤水蒸发：,以前采用蒸汽加热的列管式多效,蒸发器，,但极易结垢，热效率低，设备腐蚀严重，维修费,用大。,目前多采用,带浸入式燃烧器的蒸发设备,。,优点：,结构简单；,热效率高（,85%90%,）,缺点：,对浓度超过,35%,的溶液，,进行蒸发困难很大。,浓度高于,35%,的卤水蒸发：采用蛇形管蒸汽间接加热的敞开蒸发槽,或内部装有陶瓷填料环的以燃烧气体直接加热喷洒塔，可将氯化镁,浓度浓缩到,4050%,，高浓度卤水再送往造粒塔造粒，得到,
11、0.52mm,的六水或四水氯化镁水合晶体。然后再在沸腾炉内，利用热空气进行,干燥脱水而得到低水合氯化镁。,由卤水直接制取低水合氯化镁,采用喷雾脱水或喷雾沸腾造粒脱水法由,35%,或,4050%,的卤水，,直接制取低水合氯化镁。,主要设备：,脱水塔。热卤水经高压喷枪雾化为液体，由鼓入的,热风加热，迅速蒸发脱水，变成粉状低水合氯化镁，并随同废气进,入旋风分离器，实现固气分离。,缺点：,产物为粉状，堆密度小，吸湿性强，易飞扬损失，,需要加压成块，破碎之后才能进行最终脱水。,优点：,脱水速度快，设备产能高，产品含水低。,氯化镁水合物的彻底脱水,此过程相当困难，工艺复杂。要考虑如何抑制副反应；,设备材料
12、的防腐；保护性气氛的选择、回收及有效循环。,彻底脱水方法,流态化脱水,熔融态脱水,二者结合,氯化镁水合物的流态化脱水,氯化氢气氛下低水合氯化镁的脱水,沸腾炉。,所得产品氯化镁,94%,，水,0.4%,，氧化镁,0.2%,可送入电解槽,进行电解。,备注：,1,、可适当加惰性气体稀释氯化氢气体，确保沸腾炉内,的沸腾状态。,2,、沸腾炉出来的,HCl,尾气含有大量水，应采用冷凝、吸,附的方法，除掉大部分水，经加热再返回沸腾炉循环,使用；,3,、分离过程中有部分,HCl,冷凝为稀盐酸，生产过程也有,HCl,损失，因此要注意补充新鲜,HCl,气体。,氯气气氛下低水合氯化镁的脱水,氯化氢气氛,下低水合氯化
13、,镁的脱水：,尾气,中大量的,HCl,和,水蒸汽对设备,腐蚀严重，同,时,HCl,被水吸收,为盐酸，不能,循环使用，成,本增加。,氯化镁低水合物的熔融氯化脱水,所得产品氯化镁,9295%,，氧化镁,0.20.4%,可送入,电解槽进行电解,.,氯化镁低水合物的间接脱水,硫化床,氨化槽,MgCl,2,2H,2,O,MgCl,2,6H,2,O,MgCl,2,2NH,3,流化床,MgCl,2,NH,3,脱水设备的防腐,含钛和含高镍铬的高温合金钢受腐蚀速度较慢。,5.2,氧化镁,氧化镁的,物化性质，,用途及分类,氧化镁生产,氧化镁的物化性质，用途及分类,颜色,白色粉末。,分子式,MgO,分子量,40,熔
14、点,2852,（高度耐火绝缘性）,沸点,3600,晶系,松散、无定形结构,毒性等,无嗅、无味、无毒、,溶解性,不溶于水及有机溶剂，易溶于酸及铵盐溶液；,吸水性强，生成碱式碳酸镁。,氧化镁的物化性质,氧化镁的用途及分类,分类方式,种类情况,用途,按物化性质分类,轻质氧化镁,橡胶、染料、催化剂、钢球抛光、,电子陶瓷、黏合剂等诸多行业,次轻质氧化镁,重质氧化镁,活性氧化镁,橡胶制品、胶粘剂,按用途分类,耐火材料级,化学级氧化镁,橡胶添加剂医药、化肥、绝缘材料、,建筑材料、食品饲料添加剂、镁基,润滑油、锅炉水处理剂,按资源及加工方,法分类,卤水海水镁砂,盐田卤水制光卤石的母液获得,天然镁砂,由菱镁矿生
15、产,氧化镁的生产方法,菱镁矿煅烧法,氢氧化镁法,煅烧菱镁矿生产氧化镁,煅烧反应,3,2,MgCO,MgO,CO,?,?,分解反应的自由焓和分解压与温度关系,2,0,110.85,0.1202,log,5785,/,14.16,CO,G,T,p,T,?,?,?,?,?,?,结论：菱镁矿分解温度为,640660,，,白云石为,910930,。,煅烧温度因氧化镁用途不同而不同,用途,煅烧温度,设备,生产氯化镁,800,竖窑、回转窑、沸腾炉,硅热法炼镁,1200,（,菱镁矿,）,充分排出,CO,2,，有利于下一还原过程,1200,（,白云石,）,3,3,2,2,MgCO,CaCO,MgO,CaO,CO
16、,?,?,?,?,用氯化镁溶液（海水）生产氧化镁,4,2,4,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,(,),(,),(,),(,),(,),MgSO,CaCl,CaSO,MgCl,MgO,CaO,H,O,Mg,OH,Ca,OH,MgCl,Ca,OH,Mg,OH,CaCl,Mg,OH,MgO,H,O,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,以白云石和氯化镁溶液,为原料生产氧化镁,CaO,碳酸氢镁法生产氧化镁,氯化镁水合物热解法生产氧化镁,2,2,2,3,2,3,2,3,2,2,3,2,2,3,2,(,),(,),3,(,),(,),2,3,Mg,OH,Ca,OH,CO,
17、Mg,HCO,CaCO,H,O,Mg,HCO,H,O,MgCO,H,O,CO,MgCO,MgO,CO,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,碳酸化：,热分解：,煅烧：,2,2,2,6,2,5,MgCl,H,O,MgO,HCl,H,O,?,?,?,?,氧化镁研究概况,工业氧化镁、活性氧化镁、食品级氧化镁、,医药级氧化镁、,高纯氧化镁,、氧化镁晶须、,特种氧化镁、,超细氧化镁,和,纳米氧化镁,等,.,高纯氧化镁,净,化,镁盐溶液,除钙、硼、铍等,螯,合,剂,沉淀反应,净化溶液,沉淀镁,氨,水,洗,涤,氢氧化镁,溶,解,无,机,酸,沉淀过滤,沉淀铁、铝,铵,盐,或,钠,盐,溶液,离子交换,滤液
18、,除铁、铝、锰等,沉,淀,碱液,过滤、洗,涤、煅烧,滤出液,高纯氧化镁,氢氧化镁,超细氧化镁,卤水精制,卤水,除,K,+,、,Na,+,、,CO,3,2-,、,SO,4,2-,、,Fe,2+,沉淀反应,洗,涤,氢氧化镁,过,滤,石灰乳制备,超细氧化镁,石灰石,煅,烧,纳米级氧化镁,纳米氧化镁,广泛应用于高级陶瓷材料，电器绝缘,材料、化妆品、香粉、油漆、橡胶填充剂，催化剂,载体等。,镁铵法,复分解法,2,4,3,3,2,4,4,4,3,3,2,4,2,4,3,2,4,3,3,2,4,3,3,2,2,2,3,2,2,2,2,3,2,2,2,(,),2,2,(,),(,),(,),2,(,),2,2
19、,(,),(,),3,(,),2,MgCl,NH,HCO,Mg,HCO,NH,Cl,MgSO,NH,HCO,Mg,HCO,NH,SO,Mg,NO,NH,HCO,Mg,HCO,NH,NO,Mg,HCO,Mg,OH,CO,H,O,CO,Mg,OH,CO,MgO,H,O,CO,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,均匀沉淀法,2,3,2,2,4,4,3,2,2,4,2,4,2,2,2,2,2,2,4,2,2,2,2,(,),2,2,2,(,),(,),(,),3,(,),2,(,),MgCl,NH,H,O,Mg,OH,NH,Cl,MgSO,NH,H,O,Mg,OH,NH,SO,
20、MgCl,CO,NH,H,O,Mg,OH,CO,NH,Cl,Mg,OH,MgO,H,O,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,纯碱法,2,2,3,2,3,2,4,2,3,2,3,2,2,4,3,2,2,3,2,3,2,3,3,2,2,2,3,2,2,2,2,3,2,2,3,3,2,3,3,(,),3,3,2,2,3,(,),5,(,),2,MgCl,Na,CO,H,O,MgCO,H,O,NaCl,MgSO,Na,CO,H,O,MgCO,H,O,Na,SO,Mg,NO,Na,CO,H,O,MgCO,H,O,NaNO,MgCO,H,O,Mg,OH,CO,H,O,CO,Mg,O
21、H,CO,MgO,H,O,CO,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,碳化法和煅烧法,前者以白云石为原料碳化制取氧化镁，后者以,高品位菱镁矿为原料直接破碎煅烧等制得氧化镁。,Aman,法生产氧化镁,2,2,2,2,2,2,2,(,),(,),MgCl,H,O,MgO,HCl,MgO,H,O,Mg,OH,Mg,OH,MgO,H,O,?,?,?,?,?,?,?,氧化镁纯度可达,99.2%,，密度达,3.44g/ml,。,思,考,题,1,、制备氯化镁有哪些原料，无水氯化镁的制备由哪些过程组成？,2,、由低水氯化镁制备无水氯化镁时，应注意哪些问题？,3,、氧化镁的制备方法有哪些？,4,、绘出高纯氧化镁的制备工艺流程方块图。,5,、纳米氧化镁有哪些制备方法？,
